Способ контроля химического недожога топлива

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКОГО НЕДОЖОГА ТОПЖВА путем измерения сигнала , пропорционального суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов Нд и СО, датчиком в принудительном потоке анализируемой пробы, отличающийся тем, что, с целыО повышения его точности , часть анализируемой пробы пропускают через диффузионную мембрану, измеряют сигнал, пропорциональный суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов СО и Hj, датчиком в диффузионном потоке, вычитают из сигнала датчика, расположенного в принудительном потоке, сигнал датчика, расположенного в диффузионном потоке, и по полученной разности сигналов судят о концентг рации продуктов химического недожога топлива. СО 00 00 4J

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ССЬВ ИИН

РЕСПУБ ЛИК ае 01) Ц11 Г 23 Ы 5724

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3515140/24-06 (22) 23.11.82 (46) 23.05.84. Бюл. У 19 (72) А.Н.Щербань, Н.И.Фурман, В.Н.Тарасевич и В.В.Бабушкин (7 1) Институт технической теплофизики АН Украинской CCP (53) 621. 183. 3 (088. 8) (56) 1. Верховский Н.И. Сжигание высокосернистого мазута на электростанциях, М., "Энергия", 1970, с. 262. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХИИИЧЕСКОГО

НЕДОЖОГА ТОПЛИВА путем измерения сиг.нала, пропорционального суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов Нг и СО, датчиком в принудительном потоке анализируемой пробы, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности, часть анализируемой пробы ггропускают через диффузионную мембрану, измеряют сигнал, пропорциональный суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов СО и

Н, датчиком в диффузионном потоке, вычитают из сигнала датчика, распо-ложенного в принудительном потоке„ сигнал датчика, расположенного в диффузионном потоке, и по полученной разности сигналов судят о концентрации продуктов химического недожога топлива.

1093877 2

Изобретение относится к контролю горения и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования процесса сжигания топлива энергетических парогенераторов, промышленных котлов, печей и других топливоиспользующих агрегатов.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля химического недожога топлива путем измерения сигнала, пропорционального суммарно" му тепловому эффекту реакции, окисления горючих компонентов Нг и СО, датчиком в принудительном потоке анализируемой пробы fi) .

Недостатком известного способа является низкая надежность контроля химического недожога топлива при наличии в анализируемой пробе водорода

Н и окиси углерода СО. В этом случае выходной сигнал измерительной мостовой схемы для этого способа контроля можно записать в виде дг К,С "КгСг (1) где С, и Сг — концентрации соответственно водорода Нг и окиси углерода;

К, и Кг — коэффициенты передачи датчика соответственно по Н и СО.

Так как коэффициенты К и К не равны, причем К, ) Кг, в силу более высокой теплотворной способности водорода, нельзя получить однозначную зависимость сигнала датчика от суммы горючих СО + Н в отходящих газах.

Цель изобретения — повышение точности контроля химического недожога топлива.

Поставленная цель достигается тем,что согласно способу контроля химического недожога топлива путем измерения сигнала, пропорционального суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов Н2 и

СО, датчиком в принудительном потоке анализируемой пробы часть анализируемой пробы пропускают через диффузионную мембрану, измеряют сигнал, пропорциональный суммарному тепловому эффекту реакции окисления горючих компонентов СО и Н2, датчиком в диффузионном потоке, вычитают из сигнала датчика, расположенного в принудительном потоке, сигнал датчика, расположенного в диффузионном потоке, и по полученной разности сигналов

55 судят о концентрации продуктов химического недожога топлива.

На фиг, 1 представлена схема устройства, реализующего способ контроля химического недожога топлива; на фиг. 2 — градуировочные характеристики датчика, расположенного в принудительном потоке; на фиг. 3 градуировочные характеристики датчика, расположенного в диффузионном потоке; на фиг. 4 — градуировочная характеристика устройства, реализующего способ контроля химического недожога топлива.

Устройство для контроля химического недожога топлива (фиг. 1) содержит датчик 1, расположенный в принудительном потоке, и датчик 2, расположенный в диффузионном потоке, в смежные плечи мостовых схем которых включены идентичные по своим геометрическим и электро-тепловым параметрам рабочие 3 и сравнительные 4 чувствительные элементы и одинаковые по величине плечи 5 отношения. Для корректировки нуля мосты содержат нуль-корректоры 6. Питание мостов .осуществляется от стабилизированного электрического источника 7.

Рабочие чувствительные элементы представляют собой платиновые термосопротивления, зафиксированные в слое твердого носителя из активной окиси алюминия и нагреваемые электрическим током. Поверхность носителя покрыта мелкодисперсным низкотемпературным катализатором, например платино-палладиевым. Сравнительйые элементы выполнены аналогично рабочим, но не содержат каталитического покрытия.

Чувствительные элементы 3 и 4 датчика 1 установлены в пробоприемнике 8 непосредственно в принудительном потоке анализируемой пробы, а чувствительные элементы 3 и 4 датчика 2 — в камере 9, которая отделе.— на от основного потока диффузионной мембраной 10.

Мембрана 10 может быть изготовлена из тонкой пленки, проницаемой для . окиси углерода и водорода, или пористого материала, например иэ спеченных под давлением металлокерамических гранул на основе никеля, или из многорядной взрывозащитной сетки.

Мостовые измерительные схемы датчиков 1 и 2 включены встречно, т.е. обеспечивается вычитание их сигналов.

Разность сигналов измеряется пока1093877 4

Из уравнения (4) очевидно, что, выбрав величину из условия

К вЂ”, 14 2 P 2 (s) откуда а, к — ка 1 (6) (7) 20

3 зывающим прибором 11, причем из сигнала моста датчика 1 вычитается часть сигнала моста датчика 2, задаваемая делителем 12 напряжения.

При наличии химического недожога происходит окисление горючих компонентов СО и Н1 на рабочих чувствительных элементах 3 мостов датчиков 1 и 2.

Величина полезного сигнала датчи- 10 ка 1 — Ид зависит от теплового эффекта и полноты окисления на нем горючего компонента, причем из-за различия физико-химических свойств

Н и СО коэффициенты, передачи соответственно К1 — прямая 13 и К1 прямая 14 (фиг. 2) различны и К„) К1.

На фиг. 3 представлены градуировочные характеристики датчика 2 на

Н2 — прямая 15 и СΠ— прямая 16 в диффузионном потоке анализируемой пробы продуктов горения. Вследствие различия коэффициентов диффузии Н1 и СО коэффициенты передачи в диффузионном потоке К и К2 отличаются от

I ( соответствующих коэффициентов в принудительном потоке К1 и К1, причем .их соотношения не равны (2)

К1 К 1

Выходной сигнал датчика 2

l /

И =КС, +К1С, (3)

Разностный сигнал устройства равен

: Д4. - ИД,—, "4, (-, Л 1 4 "(1 P ) 2 у где / — доля сигнала датчика, расположенного в диффузионном потоке, вычитаемая из сигнала датчика, расположенного 40 в принудительном потоке. получаем уравнение

1Л =К(С„+С1 ) в котором коэффициент пропорциональности

gg„Py * V.2 yg2

Градуировочная характеристика устройства 17 приведена на фиг. 4. Сигнал, измеряемый показывающим прибором 11, пропорционален суммарной концентрации Н и СО.

Способ контраля химического недожога топлива осуществляется следующим образом.

В процессе градуировки определяют градуировочные характеристики датчиков 1 и 2 и величину ф, которую устанавливают с помощью движка Делителя 12. Таким образом, показывающий прибор 11 показывает величину химического недожога, пропорциональную содержанию Н1 и СО.

Использование предлагаемого способа контроля химического недожога топлива позволяет повысить точность контроля и получить сигнал на показывающем приборе пропорциональный содержанию Н и СО, что в свою очередь позволяет повысить эффективность контроля качества сжигания топлива и снизить выбросы продуктов химнедо жога в атмосферу.

1093877

Составитель И.Аксенов

Редактор О.Бугир Техред М.Тенер Корректор А Зимокосов

Заказ 3404/31 . Тираж 532 Подпис н ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/9

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4